# How a Wind Turbine Works

看一台大型风机如何借助叶片升力转动，经齿轮箱提速，再由磁铁与线圈的电磁感应把风的能量变成电。

By bright\-moon\-f9116dae

Topic: Energy

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## Transcript

### 1. 把风变成电

山顶上，一台大风机正在慢慢转动。它的每根叶片约60米长，差不多有20层楼那么高。我们一步步来看，它怎样把看不见的风，变成点亮家里灯光的电。

拖动画面可以转着看，双指捏合可以放大缩小。

### 2. 叶片像飞机的机翼

叶片的横截面一边圆、一边尖，和飞机的机翼很像。风吹过时，叶片两侧的气压不一样，产生一股“升力”，把叶片推向旋转的方向。所以风机不只是被风“推”着转，主要靠的是升力。

点“吹起风来”，看看风怎样让停着的叶片转起来。

### 3. 慢悠悠，却很有力

三根叶片和中间的轮毂合起来叫“风轮”。大型风轮每分钟只转十来圈，大约5秒转一圈。可因为叶片很长，叶尖每秒能跑80米左右，接近每小时290公里，和高铁差不多快。

风轮转得慢，但转动的“劲儿”很大。

### 4. 打开机舱看看

塔顶的“机舱”很大，有的比一座房子还大。里面装着主轴、齿轮箱和发电机。风轮一转，就带着主轴一起转。

机舱顶上有测风仪，随时告诉风机风从哪里来、有多大。

### 5. 齿轮箱：把慢变快

主轴转得太慢，发电机需要转得快得多。齿轮箱里，大齿轮带着小齿轮转，大齿轮转一圈，小齿轮要转好几圈。真实的齿轮箱有好几级齿轮，能把转速提高约100倍，达到每分钟一千多转。

这里的一对齿轮是3比1：大齿轮转一圈，小齿轮转三圈。

### 6. 发电机：磁铁遇上线圈

高速轴带着一圈磁铁，在铜线圈中间飞快地转。磁铁一动，穿过线圈的磁场就不停变化，铜线里便产生了电流，这叫“电磁感应”。风的能量就这样变成了电能。

自行车上用车轮带动的发电小灯，也是用同样的原理发电的。

### 7. 风越大，电越多？

风速翻一倍，风里的能量会变成原来的8倍。风太小（每秒约3米以下）时风机不转；风速到每秒十一二米，它就达到满功率，风再大就转动叶片，让一部分风溜走。风大到每秒约25米时，叶片侧过来对着风，风机停下来保护自己。

选一种风，看看风轮转速、叶片角度和村里灯光的变化。

### 8. 电去哪儿了

电顺着塔筒里的电缆来到塔脚的变压器，电压被升高，方便送到远处。然后经过变电站和输电线路，送进千家万户。一台这样的大风机，一年发的电大约够上千户家庭使用。

风吹不完，发电时也不冒烟，风电是一种清洁的可再生能源。